Фундаментальные законы

Вступление

На протяжении веков изучение движения и его причин стало центральной темой натурфилософии. Однако только во времена Галилея и Ньютона в решении этой проблемы был достигнут выдающийся прогресс.

Англичанин Исаак Ньютон (1642-1727), родившийся на Рождество в год смерти Галилея, был главным архитектором классической механики. Ему удалось синтезировать идеи Галилея и других его предшественников, объединив их в три закона, впервые опубликованных в 1686 году в книге Principia Mathematica Philosophiae Naturalis.

Чтобы понять суть таких законов, нам сначала нужно представить некоторые идеи Галилея о движении.

Механическое движение

Задача №1

Дано: X=Ct3+Bt2+At, А=6м/c, В=3м/c2, С=2м/c3, m=10 кг

Найти: <a> и <v>.

Решение:

) Подставив данные, перепишем уравнение
координаты.

·        x=2t3+3t2+6t

) Скорость тела v=dS/dt, поэтому запишем v (t) =6t2+6t+6, при t=1c, v=18 м/с

·        при t=2c, v=42 м/с

·        при t=3c, v=78 м/с

·        при t=4c, v=126 м/c

Найдем среднюю скорость в интервале времени от 1с до 4с:

·        <v>=18+42+78+126/4=264/4=66
м/c

) Ускорение тела a=dv/dt, поэтому запишем a (t) =12t+6,при t=1c, а=18 м/с2

·        при t=2c, а=30 м/с2

·        при t=3c, а=42 м/с2

·        при t=4c, а=54 м/c2

Найдем среднее ускорение в интервале времени от 1с до 4с:

<a>=18+30+42+54/4=144/4=36 м/c2.

ускорение скорость потенциальная энергия

Задача №2

Дано: S=Ct2+Bt+A,
А=6м, В=3м/c,
С=2м/c,
m=10кг. Найти: F.

Решение:

) Подставив данные, перепишем уравнение
координаты.

S (t) =2t2+3t+6

2) Чтобы найти силу по 2 закону Ньютона, нужно знать
ускорение.

а=S (t)», поэтому запишем a (t) =4м/c2.

) По 2 закона Ньютона F=a*m, F=4м/c2*10кг=40H Ответ: Сила в 40 Н
действует на тело массой 10 кг, и тело движется с ускорением 4 м/c2.

Задача № 3

Без учета сил трения и сил сопротивления среды, систему
«груз-барабан» можно считать замкнутой и применить закон сохранения и
превращения энергии (ЗСПЭ).

В начальный момент времени груз обладает потенциальной
энергией:

При опускании груза, потенциальная энергия уменьшается, а
затем переходит в кинетическую энергию и в кинетическую энергию вращения
барабана. Запишем уравнение:

Еп=Ек+Ек. в (1),

) Еп=mgh

Ек. в. =Jω/2                  подставим
в (1), mgh=mv2/2+Jω/2 (2)

Eк=mv2/2

) J=mR2/2                   подставим в (2), mgh=mv2/2+ mR2vR2                или 

ω=v/R                                    mgh=v2/2 (m+m/2) (3),

h=at2/2                          подставим формулы в (3), и получим:

v=at                     mgat2/2=a2t2/2* (m+m/2), сократив, получаем:

2mg=a (2m+m) → a=2mg/ (2m+m).

а=2*2кг*9,8м/c2/ (2*2кг+9кг) ≈3 м/c2ω

) Найдем время из формулы h=at2/2, t=√2h/a, вычислим время,

t=√2/3, t≈0,87 c

) Найдем силу тяги (Т). По 2 закону Ньютона:

mg-T=ma,

T=m (g-a),
подставим данные и вычислим силу тяги, Т=2* (10-0,87) =2*9,13=18,26 (Н)

Ответ: ускорение груза приблизительно равно 3 м/c2, время, за которое груз
опускается на 1 м приблизительно равно 0,87 секунды, а силы тяги приблизительно
равно 18,26 (Н).

Задача № 4

Дано: m=5кг, F=20H, ω=50 рад/с, R=0,1 м.

Найти: t, Eк.

Решение:

) По 2 закону Ньютона, найдем линейное ускорение:

F=a*m →
a=F/m. Подставив данные,
получаем, что а=4м/с2.

) Найдем угловое ускорение, для этого воспользуемся формулой

ε=a/R=F/mR (1) 3) т.к. ω=ε*t, t=ω/ε, заменим ε,подставив (1) формулу,

t= ωmR/F, подставим данные и
найдем время.

t = 50 рад/с*5 кг*0,1 м / 20Н = 1,25 (с).

I=mR2 (2)

Кинетическая энергия диска, рассчитывается по формуле:

W=Iω2/2

Подставим (2) в данную формулу и получим:

W=mR2ω2/2.

W=5*0,01*2500/2=125/2 = 62,5 (Дж)

Ответ: за 1,25 секунды после начала движения кинетическая
энергия диска станет равна 62,5 Дж.

Механическое движение

Вокруг себя мы можем наблюдать множество примеров движения тел: движение автомобиля относительно дороги, Луны вокруг Земли и планет Солнечной системы вокруг Солнца, броуновское движение и явление диффузии свидетельствуют о непрерывном движении молекул.

МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ

Начиная с древних времён египтяне, греки и римляне применяли различные простые механизмы в транспорте, строительстве, военном деле. Раздел физики, изучающий движение тел, называют механикой (от греч. mechanike наука о машинах). Говорят, что тело движется, если его положение меняется относительно окружающих его тел.

Механическим движением тела называют изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ

Говоря о движении тела, обязательно надо указать, относительно каких тел про исходит это движение. Представьте себе, что вы стоите на железнодорожной станции и мимо вас едет поезд. В этом поезде сидит ваш друг и смотрит из окна на вас. Движется ли поезд?

«Конечно, да!» — скажете вы. «Нет, поезд покоится. Движется перрон, стоящие на нём люди, деревья за окном», — скажет ваш друг. Так кто же из вас прав? Для ответа на вопрос, покоится тело или движется и как именно движется, необходимо указать, относительно каких тел рассматривается движение тела.

https://youtube.com/watch?v=HhdrsBzzWsE

Всякое движение тела, а также состояние покоя относительны. Тело, по отношению к которому рассматривается данное механическое движение, называют телом отсчета.

За тело отсчёта может быть принято дерево, здание, Земля, автобус и т. д. При этом само тело отсчёта может двигаться относительно какого-либо другого тела отсчёта.

https://youtube.com/watch?v=Vz3tdk7zT1s

ОПИСАНИЕ ДВИЖЕНИЯ

В некоторых случаях при описании движения размеры тела можно не принимать во внимание и рассматривать его как точку. Например, если требуется рассчитать время движения самолёта, летящего из Москвы в Сочи, то в этом случае не важен размер самолёта

Однако при въезде в ангар размеры самолёта играют важную роль.

ТРАЕКТОРИЯ

Когда тело с течением времени изменяет своё положение в пространстве, то оно движется по некоторой линии, называемой траекторией движения тела.

Траектория может быть видимой (следы сгорающих частиц при запуске фейерверков и салютов, следы ручки на бумаге при письме) или невидимой (линия движения автомобиля по дороге).

Форма траектории зависит от выбора тела отсчёта. Например, если за тело отсчёта выбрать вертолёт, то траектория точки на лопасти пропеллера является окружностью. Если же за тело отсчёта принять Землю, то траектория этой точки будет иметь более сложную форму.

ПУТЬ И ЕДИНИЦЫ ПУТИ

Траектория тела характеризуется не только формой, но и длиной. Длину траектория, по которой движется тело в течение некоторого промежутка времени, называют пройденным путём.

Путь обозначают буквой s. Основной единицей пути в Международной системе (СИ) является метр (м). Также можно использовать и другие единицы длины: миллиметр, сантиметр, километр и т. д.

РАВНОМЕРНОЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ

Если траектория тела — прямая линия, то такое движение называют прямолинейным. Если тело за любые равные промежутки времени проходит равные пути, то его движение называют равномерным.

На практике равномерное движение встречается достаточно редко. Близким к равномерному является движение Земли вокруг Солнца, равномерным можно считать движение эскалатора метро и др.

НЕРАВНОМЕРНОЕ ДВИЖЕНИЕ

В большинстве случаев движение тел не является равномерным. Поезд, отходя от станции, проходит всё большие и большие пути за одинаковые промежутки времени. Машина на дороге движется то медленнее, то быстрее. Сосулька, сорвавшись с крыши, проходит разные пути за одинаковые промежутки времени. Всё это примеры неравномерного движения. Итак, если тело за равные промежутки времени проходит разные пути, то его движение называют неравномерным.

Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Механическое движение»: Что такое механическое движение. Что такое траектория, путь. Как зависит механическое движение от выбора тела отсчёта.

Вернуться к Списку конспектов по физике (оглавление).

Пройти онлайн-тест «Физика 7. Механическое движение»

Задачи на Законы Ньютона с решениями

Формулы, используемые на уроках «Задачи на Законы Ньютона с решениями».

Задача № 1.
 Какое ускорение приобретет тело массой 500 г под действием силы 0,2 Н?

Задача № 2.
 Сила 30 Н сообщает телу ускорение 0,4 м/с. Какая сила сообщит тому же телу ускорение 2 м/с2 ?

Задача № 3.
 Какую скорость приобретает тело массой 3 кг под действием силы, равной 9 Н, по истечении 5 с?

Задача № 4.
 Сколько времени потребуется автомобилю массой 700 кг, чтобы разогнаться из состояния покоя до скорости 72 км/ч, если сила тяги двигателя 1,4 кН?

Задача № 5.
 Поезд массой 500 т, трогаясь с места, через 25 с набрал скорость 18 км/ч. Определите силу тяги.

Задача № 6.
 Под действием постоянной силы, равной 10 Н, тело движется прямолинейно так, что зависимость координаты тела от времени описывается уравнением х = 3 — 2t + t2. Определите массу тела.

Задача № 7.
 Скорость тела массой 2 кг изменяется со временем так, как представлено на графике рисунка.
Найдите силу, действующую на каждом этапе этого движения. Определите по графику, на каком этапе движения тело прошло наибольший путь.

Задача № 8. (повышенной сложности)
 Начальная скорость тела, находящегося в точке А, равна нулю. В течение 8 с на тело действует постоянная сила. Затем направление силы изменяется на противоположное, а модуль остается прежним. Через какое время от начала движения тело вернется в точку А?

Ответ: через 27 с.

Задача № 9. (повышенной сложности)
 Самолет массой 14 т, пройдя по взлетной полосе путь 600 м, приобретает необходимую для отрыва от поверхности Земли скорость 144 км/ч. Считая движение равноускоренным, определите время разгона, ускорение и силу, сообщающую самолету это ускорение.

Задача № 10.
  ОГЭ
 Вагон массой m = 20 т движется равнозамедленно с ускорением а = 0,3 м/с2 и начальной скоростью v= 54 км/ч. Найти силу торможения, действующую на вагон, время его движения до полной остановки и путь, пройденный за это время.

Задача № 11.
   ЕГЭ
 Два тела массами m₁ = 1 кг и m₂ = 2 кг, находящиеся на гладкой горизонтальной поверхности, связаны нерастяжимой нитью. Ко второму телу в горизонтальном направлении приложена сила F = 10 Н. Найти ускорение а, с которым движутся оба тела, и силу Т натяжения нити.

Раздел механики, изучающий законы Ньютона, называется динамикой. Если при изучении кинематики рассматривается вопрос: как тело движется (равномерно, равноускоренно и т. д.), то динамика дает ответ: почему тело движется так, а не иначе.

Если . Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет свою скорость неизменной, если на него не действуют другие тела (или их действие скомпенсировано), (или равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна нулю).

Если Если на тело действует постоянная сила (или несколько сил), то тело движется с постоянным ускорением. Причем ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей сил, приложенных к телу, и обратно пропорционально его массе. Вектор ускорения сонаправлен с вектором равнодействующей сил.

При решении простых задач, где на тело действует только одна сила, можно применять формулу сразу. Если же на тело действует несколько сил, то нужно делать чертеж и геометрическим путем определять направление равнодействующей сил.

1. Силы появляются парами.
2. Силы одной природы.
3. Силы приложены к разным телам, поэтому не могут уравновешивать друг друга.

Например, Земля притягивает к себе тело массой 1 кг с силой 9,8 Н. Камень точно с такой же силой притягивает к себе Землю. Однако ускорения эти тела приобретают различные, так как у них разные массы. Камень получает большое ускорение вследствие своей малой массы, а Земля получает мизерное ускорение вследствие своей огромной массы.

Задачи на Законы Ньютона повышенной сложности — это задачи на движение тела под действием нескольких сил: по наклонной плоскости, движение связанных тел и т. д.

Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Законы Ньютона с решениями». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к теме: ЗАДАЧИ на применение Закона всемирного тяготения
• Посмотреть конспект по теме ДИНАМИКА: вся теория для ОГЭ (шпаргалка)
• Вернуться к списку конспектов по Физике.
• Проверить свои знания по Физике.

ПЛОД ОТКРЫТИЯ

Apple, возможно, вдохновила Исаака Ньютона на разработку теории гравитации

После обеда парень решает вздремнуть, прислонившись к дереву, и… ух! Вам на голову падает яблоко. У него могло быть несколько разных реакций: жалоба, плач, желание понять, что произошло, или есть яблоко. Когда это случилось с Исааком Ньютоном, англичанин, всегда очень любопытный, сделал все, чтобы узнать, что произошло. Так появилась его теория всемирного тяготения …

На самом деле неизвестно, произошла ли эта история на самом деле или это всего лишь легенда. Дело в том, что это позволяет объяснить теорию Ньютона. Попробуйте ответить: почему предметы падают на землю при выпуске в воздух? Почему бы нам не упасть с Земли, когда она вращается вокруг Солнца? Пытаясь ответить на подобные вопросы, Ньютон пришел к выводу, что есть нечто, что тянет тела вниз, как в случае с яблоком: сила тяжести. Она также является невидимой силой, действующей на все предметы и людей.

(репродукция: Филип Рив — Исаак Ньютон и его яблоко)

Хотя гравитация — во времена Ньютона так называлась сила гравитации — была известна с древних времен, Ньютон был первым человеком, который правильно ее понял: она достаточно интенсивна, чтобы держать нас в «ловушке» на нашей планете, пока она движется в космическом пространстве. . Если бы сила тяжести на Земле была меньше, люди и предметы могли бы плавать, как это происходит в космических кораблях.

Гравитация связана с массой и радиусом данной планеты (посмотрите, какой радиус находится на рисунке сбоку), если мы представим ее как сферический шар. Например, масса Земли примерно в восемьдесят раз больше, чем у Луны, а радиус Земли почти в 4 раза больше, чем у Луны. Вот почему астронавты на Луне могут совершать очень длинные прыжки без особых усилий.

Исаак Ньютон обнаружил, что одна и та же сила, так называемая гравитационная сила, может объяснить как падение яблока с дерева, так и притяжение, которое Солнце оказывает на планеты и наоборот, и притяжение между спутниками и планетами, которое удерживает их. вращаясь вокруг другого.Немецкий астроном Иоганнес Кеплер ранее обнаружил, что планеты движутся вокруг Солнца, образуя эллипс (достаточно наклонить стакан с водой, чтобы увидеть, что поверхность воды, контактирующая со стеклом, образует эллипс). Используя свой второй закон, Ньютон обнаружил силу, которая заставляет планеты вращаться вокруг Солнца по эллипсам Кеплера. Эта сила, согласно Ньютону, зависела от массы планеты и ее расстояния от Солнца

Ньютон всегда признавал важность работы своих предшественников, говоря, что можно было видеть дальше, потому что он «поддерживал себя на плечах гигантов. »

Вам должно быть интересно, что что-то не так! А третий закон Ньютона? Если Земля притягивает яблоко, а яблоко притягивает Землю с равной силой, что произойдет с Землей? Все очень просто! Яблоко имеет гораздо меньшую массу, чем Земля, поэтому влияние гравитации на него сильнее, чем на нашей планете. Это та же история, что и с машиной и грузовиком. Как удачливый Ньютон решил разгадать яблочную загадку вместо того, чтобы жаловаться или просто съесть фрукт, не правда ли?

Третий закон Ньютона

По второму закону Ньютона можно рассчитать ускорение движущегося тела и при известных начальных условиях найти его скорость и координаты в любой момент времени.

Но на практике недостаточно знать закон движения, например, автомобиля

Важно знать также силу, с которой он действует на опору, чтобы рассчитать, например, конструкцию моста, по которому автомобиль движется. Следовательно, необходимо установить, как соотносятся между собой силы, с которыми действуют друг на друга тела при взаимодействии.
Проведем некоторые опыты и исследуем этот вопрос

Закрепим в двух штативах динамометры, соединенные крючками (рис. 47, а). Если потянуть в горизонтальном направлении поочередно за один динамометр, за другой или за оба вместе, то в каждом опыте показания приборов равны. Значит, силы, с которыми динамометры действуют друг на друга, равны по модулю и по условиям опыта направлены в противоположные стороны.

Присоединим к одному динамометру кусок железа, а к другому — магнит. При взаимодействии железа и магнита на динамометрах также установятся одинаковые показания (рис. 47, б).

Рис. 47

Рассмотрим другой опыт. Пусть на гладких горизонтальных рельсах, закрепленных на неподвижном столе, расположены две тележки одинаковой массы. Закрепим на одной из них моторчик, на ось которого при его работе будет наматываться нить, привязанная к другой тележке. На тележку без моторчика поставим дополнительную гирю, масса которой равна массе моторчика, чтобы общие массы тележек были равны.

При работающем моторчике обе тележки устремляются навстречу друг другу с одинаковыми ускорениями. Их можно рассчитать, измерив пройденный путь и время его прохождения (рис. 48, а).

Если массу одной из тележек изменить, то обратно пропорционально массе изменится ее ускорение (рис. 48, б). А для модулей ускорений двух тележек, если их массы различны, выполняется следующее соотношение:

 или m₁a₁=m₂a₂

Если учесть, что по второму закону Ньютона m₁a₁=F₁ и m₂a₂ = F₂, а ускорения тележек направлены в противоположные стороны, то можно записать:

Какие бы примеры взаимодействия тел не рассматривались, всегда выполняется установленный Ньютоном третий закон:силы, с которыми два тела действуют друг на друга, одной природы, равны по модулю, противоположны по направлению и направлены вдоль одной прямой.
Рис. 48

Из третьего закона Ньютона следует, что силы всегда возникают парами и при взаимодействии тел равноправны.

Значит, например, с какой силой каждого человека притягивает наша огромная планета Земля, с такой же силой и человек притягивает Землю.

Третий закон Ньютона выполняется для любых взаимодействий, в том числе и для столкновений тел.

Почему, например, в районах больших аэропортов принимаются специальные меры для удаления из воздушного пространства любых птиц? Столкновение даже небольшой птицы с обшивкой самолета, стеклом иллюминатора или частью двигателя может вызвать их разрушение.

Ускорение и деформация тел при взаимодействии зависят от их массы и от того, с какими другими телами есть еще взаимодействие в данный момент.

Рассмотрим, например, взаимодействие одинаковых бильярдных шаров при различных условиях (рис. 49). Шар, лежащий посередине стола, взаимодействует с опорой и притягивается Землей. Причем силы тяжести и упругости перпендикулярны плоскости стола и равны по модулю. Можно показать, что при центральном ударе по одному шару такого же второго шара бильярдные шары практически обмениваются скоростями (рис. 50).

Рис. 49

Рис. 50

Если шар лежит у бортика стола, взаимодействуя добавочно и с ним (см. рис. 50), то результат удара совершенно другой. Хотя при этом массы тел не изменились, и скорость движущегося шара перед взаимодействием такая же.

Экспериментально установлено: в каких бы разнообразных взаимодействиях тело не участвовало, третий закон Ньютона выполняется для каждой пары взаимодействующих тел.

Таким образом, третий закон Ньютона утверждает, что силы возникают всегда парами. Любое взаимодействие необходимо характеризовать двумя силами, которые хотя и равны по модулю, но противоположны по направлению и действуют на разные тела.

Главные выводы

1. Силы взаимодействия двух тел равны по величине, противоположно направлены и приложены к разным телам.
2. Третий закон Ньютона выполняется в инерциальных системах отсчета.
3. Результат взаимодействия двух тел зависит от того, в каких еще взаимодействиях каждое из них участвует.

Законы Ньютона

Современный мир нельзя было бы представить таким, какой он есть, если бы не очень важный вклад этого британца, которого многие считают одним из самых важных научных гениев всех времен.

Возможно, не осознавая этого, многие действия, которые мы совершаем в нашей повседневной жизни, постоянно объясняют и подтверждают теории Ньютона..

Фактически, многие из «уловок», которые обычно поражают молодых и старых на ярмарках или телевизионных шоу, являются ничем иным, как проверкой и феноменальным объяснением законов динамики, особенно этого первого закона Ньютона или Закон инерции.

Уже поняв, что если одно тело не действует на другое, оно будет оставаться спокойным (нулевая скорость) или бесконечно двигаться по прямой линии с постоянной скоростью, также необходимо объяснить, что все движения относительны, так как это зависит от наблюдаемого объекта и опишите это движение.

Например, стюардесса, которая летит по проходу самолета, доставляя пассажирам кофе, медленно ходит с точки зрения пассажира, ожидающего на своем месте прибытия кофе; но для того, кто с земли наблюдает за полетом самолета, если бы он мог видеть стюардессу, он сказал бы, что он движется с большой скоростью.

Таким образом, движение является относительным и зависит, в основном, от точки или системы отсчета, которые используются для ее описания..

Инерциальная система отсчета используется для наблюдения за теми телами, на которые сила не действует и, следовательно, остается неподвижной, и если она движется, она будет продолжать двигаться с постоянной скоростью.

ссылки

1. Законы Ньютона. Восстановлено из thales.cica.es.
2. Биография Исаака Ньютона. Восстановлено от biografiasyvidas.com.

10 примеров закона инерции

1- Автомобиль, который резко тормозит

Наиболее наглядным и ежедневным примером, объясняющим этот закон, является движение, которое делает наше тело, когда мы едем в машине с постоянной скоростью, и оно резко останавливается..

Сразу же тело начинает следовать в направлении движения машины, поэтому оно выбрасывается вперед. Это движение будет плавным, если машина остановится плавно, но будет гораздо более сильным, если оно внезапно затормозит.

В экстремальных случаях, таких как столкновение с другим транспортным средством или объектом, сила, действующая на объект (автомобиль), будет больше, а воздействие будет намного сильнее и опаснее. То есть тело будет поддерживать инерцию движения, которое оно принесло.

То же самое происходит наоборот. Когда машина полностью остановлена, и водитель резко ускоряется, наши тела будут иметь тенденцию оставаться такими, какими они были (т.е. в состоянии покоя), и поэтому они имеют тенденцию откидываться.

2- Движущаяся тихая машина

При попытке толкать машину сначала это очень сложно, потому что из-за инерции машина стремится оставаться на месте.

Но как только вы заставите его двигаться, усилие, которое нужно приложить, будет намного меньше, с тех пор инерция заставляет его двигаться.

3- Спортсмен, который не может остановиться

Когда спортсмен пытается остановить свою карьеру, ему требуется несколько метров, чтобы полностью остановиться из-за вызванной инерции.

Это наиболее четко видно на соревнованиях на треке, таких как 100 метров. Спортсмены продолжают продвигаться далеко за пределы цели.

4- Футбольный театр … или нет

В футбольных играх между игроками обеих команд часто происходят театральные падения. Много раз эти падения могут показаться преувеличенными, когда один из спортсменов делает несколько поворотов на газоне после удара. Правда в том, что это не всегда связано с историей, но с законом инерции.

Если игрок бежит с высокой скоростью через поле и грубо перехвачен кем-то из противоборствующей команды, он фактически прерывает прямолинейное движение, которое он нес, но его тело будет стремиться продолжать в том же направлении и на той же скорости. Вот почему эффектное падение.

5- Автономный велосипед

Педальное движение велосипеда позволяет ему продолжать движение на несколько метров без необходимости крутить педали благодаря инерции, возникающей при начальном педалировании.

6 — вверх и вниз

Американские горки могут подниматься на крутые склоны благодаря инерции, вызванной выраженным предшествующим спуском, что позволяет вам накопить потенциальную энергию для подъема снова.

7- Трюк или наука?

Многие трюки, которые кажутся удивительными, на самом деле являются простой демонстрацией первого закона Ньютона.

Это, например, случай с официантом, который может вытащить скатерть из стола, не уронив на нее предметы.

https://youtube.com/watch?v=ouLT4N3BHLY

Это связано со скоростью и силой, приложенной к движению; объекты, которые были в состоянии покоя, как правило, остаются такими.

8- Вопрос техники

Колода на один палец (или на стакан) и, на палубе, монета. Благодаря быстрому движению и силе, приложенной к колоде, она будет двигаться, но монета останется на пальце (или упадет в стекло).

9- вареное яйцо против сырого яйца

Другой эксперимент по проверке закона инерции можно выполнить, взяв вареное яйцо и заставив его перевернуться на ровной поверхности, а затем остановить движение рукой.

Приготовленное яйцо немедленно остановится, но если мы сделаем точно такой же предыдущий эксперимент с сырым яйцом, когда мы попытаемся остановить вращательное движение яйца, мы увидим, что оно продолжает вращаться.

Это объясняется тем, что белый и необработанный желток рыхлые внутри яйца и имеют тенденцию продолжать двигаться после того, как приложили силу, чтобы остановить его..

10- Блочная башня

Если башня сделана из нескольких блоков, а нижний блок сильно ударился молотком (тот, который выдерживает вес остальных), можно будет снять его, не упав при этом, используя преимущество инерции. Тела, которые все еще, имеют тенденцию оставаться неподвижными.

1-й закон Ньютона

До начала 17 века считалось, что для поддержания движения тела необходимо, чтобы на него действовала сила.

Эта идея была полностью опровергнута Галилеем, который заявил: «В отсутствие силы объект будет продолжать двигаться по прямой линии с постоянной скоростью».

Галилей назвал инерцией тенденцию, с которой тела должны сопротивляться изменению своего движения.

Несколько лет спустя Ньютон усовершенствовал идею Галилея и сделал ее своим первым законом, также известным как закон инерции:

«Каждое тело остается в покое или в прямом, равномерном движении, если на него не действует сила».

Итак, если он находится в покое, он останется в покое; если он движется, он продолжит движение по прямой с постоянной скоростью.

Исаак Ньютон: мифы и факты из жизни

На момент публикации своего основного труда Ньютону было 45 лет. За свою долгую жизнь ученый внес огромный вклад в науку, заложив фундамент современной физики и определив ее развитие на годы вперед.

Он занимался не только механикой, но и оптикой, химией и другими науками, неплохо рисовал и писал стихи. Неудивительно, что личность Ньютона окружена множеством легенд.

Ниже приведены некоторые факты и мифы из жизни И. Ньютона. Сразу уточним, что миф – это не достоверная информация. Однако мы допускаем, что мифы и легенды не появляются сами по себе и что-то из перечисленного вполне может оказаться правдой.

• Факт. Исаак Ньютон был очень скромным и застенчивым человеком. Он увековечил себя благодаря своим открытиям, однако сам никогда не стремился к славе и даже пытался ее избежать.
• Миф. Существует легенда, согласно которой Ньютона осенило, когда на наго в саду упало яблоко. Это было время чумной эпидемии (1665-1667), и ученый был вынужден покинуть Кембридж, где постоянно трудился. Точно неизвестно, действительно ли падение яблока было таким роковым для науки событием, так как первые упоминания об этом появляются только в биографиях ученого уже после его смерти, а данные разных биографов расходятся.
• Факт. Ньютон учился, а потом много работал в Кембридже. По долгу службы ему нужно было несколько часов в неделю вести занятия у студентов. Несмотря на признанные заслуги ученого, занятия Ньютона посещались плохо. Бывало, что на его лекции вообще никто не приходил. Скорее всего, это связано с тем, что ученый был полностью поглощен своими собственными исследованиями.
• Миф. В 1689 году Ньютон был избран членом Кембриджского парламента. Согласно легенде, более чем за год заседания в парламенте вечно поглощенный своими мыслями ученый взял слово для выступления всего один раз. Он попросил закрыть окно, так как был сквозняк.
• Факт. Неизвестно, как бы сложилась судьба ученого и всей современной науки, если бы он послушался матери и начал заниматься хозяйством на семейной ферме. Только благодаря уговорам учителей и своего дяди юный Исаак отправился учиться дальше вместо того, чтобы сажать свеклу, разбрасывать по полям навоз и по вечерам выпивать в местных пабах.

Дорогие друзья, помните — любую задачу можно решить! Если у вас возникли проблемы с решением задачи по физике, посмотрите на основные физические формулы. Возможно, ответ перед глазами, и его нужно просто рассмотреть. Ну а если времени на самостоятельные занятия совершенно нет, специализированный студенческий сервис всегда к вашим услугам!

В самом конце предлагаем посмотреть видеоурок на тему «Законы Ньютона».

Примечания[править | править код]

1. ↑ Исаак Ньютон. Математические начала натуральной философии. Перевод с латинского и примечания А. Н. Крылова / под ред. Полака Л. С.. — М.: Наука, 1989. — С. 40—41. — 690 с. — (Классики науки). — 5000 экз. — ISBN 5-02-000747-1.
2. Тарг С. М. // Физическая энциклопедия : / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Магнитоплазменный — Пойнтинга теорема. — С. 370. — 672 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-019-3.
3. // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 146. — 704 с. — ISBN 5-85270-061-4.
4. // Физическая энциклопедия (в 5 томах) / Под редакцией акад. А. М. Прохорова. — М.: Советская Энциклопедия, 1988. — Т. 2. — С. 145. — ISBN 5-85270-034-7.
5. «Дополнительной характеристикой (по сравнению с геометрическими характеристиками) материальной точки является скалярная величина m — масса материальной точки, которая, вообще говоря, может быть как постоянной, так и переменной величиной. … В классической ньютоновской механике материальная точка обычно моделируется геометрической точкой с присущей ей постоянной массой) являющейся мерой её инерции.» стр. 137 Седов Л. И., Цыпкин А. Г. Основы макроскопических теорий гравитации и электромагнетизма. М: Наука, 1989.
6. Маркеев А. П. Теоретическая механика. — М.: ЧеРО, 1999. — С. 87. — 572 с. «Масса материальной точки считается постоянной величиной, не зависящей от обстоятельств движения».
7. Голубев Ю. Ф. Основы теоретической механики. — М.: МГУ, 2000. — С. 160. — 720 с. — ISBN 5-211-04244-1. «Аксиома 3.3.1. Масса материальной точки сохраняет своё значение не только во времени, но и при любых взаимодействиях материальной точки с другими материальными точками независимо от их числа и от природы взаимодействий».
8. Журавлёв В. Ф. Основы теоретической механики. — М.: Физматлит, 2001. — С. 9. — 319 с. — ISBN 5-95052-041-3. «Масса полагается постоянной, независящей ни от положения точки в пространстве, ни от времени».
9. Маркеев А. П. Теоретическая механика. — М.: ЧеРО, 1999. — С. 254. — 572 с. «…второй закон Ньютона справедлив только для точки постоянного состава. Динамика систем переменного состава требует особого рассмотрения».
10. «В ньютоновской механике… m=const и dp/dt=ma». Иродов И. Е. Основные законы механики. — М.: Высшая школа, 1985. — С. 41. — 248 с..
11. . Дата обращения: 27 января 2013. «For a particle in Newtonian mechanics, M is a constant and (d/dt)(Mv) = M(dv/dt) = Ma».
12. Зоммерфельд А. Механика = Sommerfeld A. Mechanik. Zweite, revidierte auflage, 1944. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. — С. 45—46. — 368 с. — ISBN 5-93972-051-X.
13. Кильчевский Н. А. Курс теоретической механики. Том 1. — М.: Наука, 1977. 480 с.
14. Жирнов Н. И. Классическая механика. — Серия: учебное пособие для студентов физико-математических факультетов педагогических институтов. — М., Просвещение, 1980. — Тираж 28 000 экз. — с. 38
15. Тютин И. В. Симметрия в физике элементарных частиц. Часть 1. Пространственно-временные симметрии. // Соросовский образовательный журнал, 1996, № 5, с. 65
16. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Механика. — М., Наука, 1979. — Тираж 50 000 экз. — с. 85
17. ↑ Ишлинский А. Ю. Классическая механика и силы инерции. — М.: «Наука», 1987. — 320 с.
18. Матвеев А. Н. Механика и теория относительности. — 3-е изд. — М. Высшая школа 1976. — С. 132.
19. Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики. — М.: Высшая школа, 1995. — С. 282. — 416 с. — ISBN 5-06-003117-9.
20. ↑ Тарг С. М. // Физическая энциклопедия : / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — Т. 4: Пойнтинга — Робертсона — Стримеры. — С. 494—495. — 704 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-087-8.
21. ↑
22. «„Силы инерции“ — не силы». Журавлёв В. Ф. Основания механики. Методические аспекты. — М.: ИПМ АН СССР, 1985. — С. 21. — 46 с.
23. Зоммерфельд А. Механика. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. — С. 82. — 368 с. — ISBN 5-93972-051-X.
24. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Выпуск 1. Современная наука о природе. Законы механики // Фейнмановские лекции по физике. — М.: «Мир», 1965. — С. 225.
25. Кузнецов Б. Г. Основные принципы физики Ньютона // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 186—197;
26. ↑ Кузнецов Б. Г. Генезис механического объяснения физических явлений и идеи картезианской физики // отв. ред. Григорьян А. Т., Полак Л. С. Очерки развития основных физических идей. — М., АН СССР, 1959. — С. 160—161, 169—170, 177;